Care sunt diferitele tipuri de cabluri de rețea?

selectarea cablurilor este o parte crucială a proiectării rețelei. Rata de date necesară, costul și distanța dictează gama de opțiuni pentru fiecare conexiune. Unele conexiuni necesită o opțiune evidentă de cablu. Dar alții pot alege dintr-o serie de selecții posibile.

serviciile de rețea, cum ar fi partajarea de fișiere, accesul la internet, imprimarea și e-mailul, sunt toate livrate utilizatorilor finali prin intermediul infrastructurii de rețea. Această infrastructură include de obicei switch-uri, routere și-care stau la baza tuturor-cablarea rețelei, una dintre cele mai vechi și esențiale componente ale arhitecturii rețelei.

o istorie rapidă a cablurilor de rețea

comunicarea digitală nu este tocmai o idee nouă. În 1844, Samuel Morse a trimis un mesaj la 37 de mile-de la Washington, D. C., La Baltimore-folosind invenția sa, telegraful. Acest lucru poate părea departe de rețelele de calculatoare actuale, dar principiile sunt aceleași.

codul Morse este un tip de sistem binar care folosește puncte și liniuțe în diferite secvențe pentru a reprezenta litere și numere. Rețelele moderne de date folosesc cele și zerourile pentru a obține același rezultat.

marea diferență între acum și atunci este viteza cu care sunt transmise datele. Operatorii de telegraf de la mijlocul secolului al 19-lea ar putea transmite, probabil, patru sau cinci puncte și liniuțe pe secundă. Computerele pot comunica acum la viteze de până la 100 Gbps-sau, altfel spus, 100.000.000.000 separate și zerouri în fiecare secundă.

deși telegraful și teletipul au fost precursorii comunicațiilor de date, computerele au avansat cu viteze din ce în ce mai mari. Această avansare a condus la dezvoltarea de echipamente de rețea mai rapide. În acest proces, au fost necesare cabluri cu specificații superioare și hardware de conectare.

să trecem în revistă principalele tipuri de cablare de rețea și diferitele opțiuni disponibile cu aceste cabluri.

cablu Coaxial

cablu Coaxial, sau coaxial, este o opțiune pentru cablare de rețea. Un miez conductiv interior este înconjurat de un strat conductiv, de protecție. Acest strat de protecție este apoi înconjurat de un strat protector exterior.

miezul care poartă semnalele este cupru solid, cablu de oțel ecranat cu cupru sau cupru împletit. Scuturile de bază și conductoare funcționează în mod diferențial pentru a preveni atât emisia de interferențe electromagnetice, cât și intruziunea interferențelor externe.

coaxial are o istorie lungă. La mijlocul secolului al 19-lea, a fost folosit pentru cablare submarin. Astăzi, este utilizat într-o gamă largă de aplicații, inclusiv bandă largă rezidențială, linii telefonice și conexiuni la posturile de radio și TV.

în cadrul centrelor de date, coaxial este adesea folosit pentru conexiunile fiber channel între servere și unități de disc. Rezistența sa la zgomotul electric îl face valoros în medii zgomotoase, cum ar fi instalațiile industriale.

dezvoltarea Ethernet

primul standard Ethernet folosit cabluri coaxiale. Ethernet a fost dezvoltat la mijlocul anilor 1970 de Robert Metcalfe și David Boggs la Centrul de cercetare Palo Alto al Xerox din California. În 1979, Digital Equipment Corp.și Intel și-au unit forțele cu Xerox pentru a standardiza sistemul Ethernet. Prima specificație a celor trei companii, numită Ethernet Blue Book, a fost lansată în 1980. A fost, de asemenea, cunoscut sub numele de standardul DIX, după inițialele companiilor.

acest standard a cerut viteze de până la 10 Mbps-10 Mbps este egal cu 10 milioane de unu și zerouri pe secundă. Standardul Ethernet s-a bazat pe un cablu coaxial mare care rulează în întreaga clădire, cu cabluri coaxiale mai mici deconectate la intervale de 2,5 metri (m) pentru a se conecta la stațiile de lucru. Coaxiul mai mare, care era de obicei Galben, a devenit cunoscut sub numele de Ethernet gros sau 10Base-5.

mai jos este o defalcare a termenului 10Base-5:

• 10 se referă la viteza — 10 Mbps.
• baza se referă la sistemul de bandă de bază. Banda de bază folosește toată lățimea de bandă pentru fiecare transmisie. În schimb, banda largă împarte lățimea de bandă în canale separate pentru a fi utilizate simultan.
• 5 se referă la lungimea maximă a cablului sistemului – în acest caz, 500 m.

în 1983, Institutul de ingineri electrici și electronici (IEEE) a lansat standardul oficial Ethernet. A fost numit IEEE 802.3, după numele grupului de lucru responsabil pentru dezvoltarea sa.

versiunea 2, IEEE 802.3 a, a fost lansată în 1985. Această a doua versiune este cunoscută sub numele de Ethernet subțire sau 10Base-2. În această versiune, lungimea maximă este de 185 m, chiar dacă 2 sugerează că ar trebui să fie de 200 m. din 1985, au fost introduse diferite standarde Ethernet.

cablu Twinax

cablu Twinax este similar cu coaxial, dar în loc de un singur miez, miezul twinax este format din două fire. Twinax transportă Ethernet cu rată ridicată de date la un cost mai mic decât fibra.

Twinax pasiv acceptă conexiuni pe distanțe scurte. Active twinax include componente care sporesc puterea semnalului, ceea ce permite conexiuni pe distanțe mai lungi.

cablurile Triax și quadrax

cablurile Triax și quadrax sunt, de asemenea, similare cu cablurile coaxiale. Acestea sunt cel mai adesea utilizate pentru conexiunile TV, dar pot transporta și Gigabit Ethernet.

miezul triax este similar cu coaxial, dar are un strat suplimentar de izolație și un strat de protecție. Un nucleu quadrax are patru fire individuale. Atât triax, cât și quadrax au straturi suplimentare de izolare și ecranare, ceea ce permite transmiterea de semnale suplimentare sau puterea de transport.

pereche răsucită

inițial inventată de Alexander Graham Bell pentru a transporta semnale telefonice, cablarea cu perechi răsucite este cea mai comună alegere pentru cablarea rețelei.

perechea răsucită folosește fire de cupru care sunt, după cum sugerează și numele, răsucite împreună în perechi. Efectul de răsucire al fiecărei perechi din cabluri asigură că orice interferență prezentată sau preluată pe un cablu este anulată de partenerul cablului care se răsucește în jurul cablului inițial. Răsucirea celor două fire reduce, de asemenea, radiația electromagnetică emisă de circuit.

cablare pereche răsucită vine în două tipuri:

1. pereche răsucită ecranată (STP)
2. pereche răsucită neecranată (UTP)

pereche răsucită ecranată

în STP, firele de cupru sunt acoperite mai întâi de izolație din plastic. Un scut metalic, care constă din folie metalică sau panglică, înconjoară pachetul de perechi izolate. În cazul în care radiația electromagnetică este o problemă serioasă, fiecare pereche de fire poate fi protejată individual în plus față de scutul exterior. Aceasta este cunoscută sub numele de pereche răsucită de folie (FTP).

10 Mbps și 100 Mbps utilizează două perechi de cabluri pentru a transmite Ethernet. Debitul Gigabit necesită utilizarea tuturor celor patru perechi.

pereche răsucită neecranată

cablul UTP este cel mai popular tip de cablu de rețea. Este ușor să lucrați, să instalați, să extindeți și să depanați. Cablurile UTP conțin de obicei patru perechi de fire de cupru, fiecare pereche conținând două fire răsucite împreună. Aceste perechi sunt acoperite de izolație din plastic. Ei nu au nici o ecranare și au doar o jachetă exterioară.

majoritatea categoriilor de cabluri torsadate sunt disponibile ca UTP. Dar unele categorii mai noi sunt, de asemenea, disponibile în combinații de ecranat, folie ecranat și neecranat.

categorii de cabluri torsadate

Institutul Național American de standarde și Comisia Electrotehnică Internațională, parte a Organizației Internaționale pentru standardizare, au stabilit o serie de standarde sau categorii pentru perechea torsadată. Categoria 1 sau Cat1 și Cat2 nu au fost standardizate oficial, dar standardele de facto s-au dezvoltat în timp. Opt categorii de cabluri sunt disponibile în prezent.

aceste categorii specifică tipul de sârmă de cupru și mufe. Numărul — 1, 3, 5 și așa mai departe — se referă la revizuirea specificațiilor și la numărul de răsuciri din interiorul firului — adică calitatea conexiunii într-un jack.

Cat1

Cat1 este de obicei utilizat pentru comunicații telefonice prin cablu și voce. Acest tip de fir nu este capabil să suporte traficul de rețea de calculatoare și nu este răsucite.

companiile de telecomunicații pot utiliza Cat1 pentru a furniza servicii integrate de rețea digitală și servicii publice de rețea telefonică comutată. În astfel de cazuri, cablarea dintre site-ul clientului și rețeaua operatorului de telecomunicații se realizează folosind Cablu de tip Cat1. Cat1 este, de asemenea, utilizat acum pentru unele rețele IoT cu rată scăzută de date.

Cat2

cablurile Cat2 sunt specificații de sârmă de rețea, folosind patru perechi de fire de cupru răsucite. Aceste tipuri de fire pot suporta rețeaua de calculatoare și traficul telefonic. Cat2 este folosit mai ales pentru rețelele de inel token și suportă viteze de până la 4 Mbps. Pentru viteze de rețea mai mari-100 Mbps sau mai mari-trebuie utilizat Cat5e sau mai mare.

Cat3

cablurile Cat3 sunt patru perechi de fire de cupru răsucite. Cat3 a fost folosit pentru a susține Ethernet-ul inițial de 10 Mbps, de obicei pentru rețelele cu inel token. Deși vitezele de 10 Mbps sunt aproape dispărute, unele implementări încă folosesc Cat3.

Cat4

cablurile Cat4 sunt patru perechi de fire de cupru răsucite. Ca și în cazul cablurilor Cat3, Cat4 este utilizat pentru rețele de inel token. În timp ce Cat3 oferă suport de maxim 10 Mbps, Cat4 a împins limita până la 16 Mbps. Ambele categorii au o limită de lungime de 100 m. Cat4 nu este utilizat pe scară largă.

Cat5 și Cat5e

cablurile Cat5 sunt patru perechi de fire de cupru răsucite. Cat5 are mai multe răsuciri pe inch decât Cat3, deci poate rula la viteze mai mari și lungimi mai mari.

firul Cat5 mai popular a fost în mare parte înlocuit de specificația Cat5e. Cat5e oferă specificații îmbunătățite crosstalk, permițându-i să suporte viteze de până la 1 Gbps.

UTP-Cat5e este unul dintre cele mai populare cabluri UTP. A înlocuit cablurile coaxiale vechi care nu au putut ține pasul cu nevoia în continuă creștere de rețele mai rapide și mai fiabile. Cat5e este cel mai utilizat tip de specificație de cablare a rețelei la nivel mondial și este rentabil. Spre deosebire de cablurile din categoria care urmează, este Iertător atunci când liniile directoare de terminare și implementare a cablurilor nu sunt îndeplinite.

Cat5 și Cat5e sunt utilizate pe scară mai largă atât pentru Ethernet de 10 Mbps, cât și pentru 100 Mbps.

Cat6 și Cat6a

Cat6 sârmă a fost inițial conceput pentru a sprijini Gigabit Ethernet, deși alte standarde permit transmiterea gigabit peste Cat5e sârmă. Cat6 este similar cu firul Cat5e, dar conține un separator fizic între cele patru perechi pentru a reduce și mai mult interferențele electromagnetice.

niciun tip de cablu nu este potrivit peste tot.

Cat6 poate suporta viteze de 1 Gbps pentru lungimi de până la 100 m. de asemenea, acceptă 10 Gbps pentru lungimi de până la 55 m. folosește frecvențe de lățime de bandă de până la 250 MHz.

când instalați cabluri Cat6 noi, este important să rețineți că toate componentele de cablare-mufe, panouri de patch-uri, cabluri de patch-uri și altele asemenea-trebuie să fie certificate Cat6. Acest lucru necesită ca profesioniștii din rețea să fie foarte precauți cu privire la terminarea corectă a capetelor cablului. Organizațiile care efectuează instalații utilizând cablarea Cat6 ar trebui să solicite un raport de testare amănunțit, utilizând un analizor de cablu certificat, pentru a se asigura că instalarea a fost efectuată în conformitate cu liniile directoare și standardele Cat6.

în 2009, Cat6a a fost introdus ca un cablu cu specificații mai mari, oferind o imunizare mai bună de la crosstalk și interferențe electromagnetice. Oferă o lățime de bandă mai bună folosind frecvențe de până la 500 MHz, acceptă 10 Gbps și are o lungime a cablului de până la 100 m.

Cat7

Cat7 este o specificație a cablului de cupru concepută pentru a suporta viteze de 10 Gbps la lungimi de până la 100 m. pentru a realiza acest lucru, cablul folosește FTP pentru patru perechi ecranate individual, plus un scut suplimentar pentru cablu pentru a proteja semnalele de la crosstalk și interferențe electromagnetice.

datorită ratelor de date extrem de ridicate, toate componentele utilizate în timpul instalării unei infrastructuri de cablare a rețelei Cat7 trebuie să fie certificate Cat7. Acestea includ panouri de patch-uri, cabluri de patch-uri, mufe și conectori RJ-45. Absența componentelor certificate Cat7 va degrada performanța generală și va duce la eșecul oricăror teste de certificare Cat7-de exemplu, folosind un analizor de cablu-deoarece standardele de performanță Cat7 cel mai probabil nu sunt îndeplinite.

Cat7 este de obicei utilizat în centrele de date pentru conexiunile coloanei vertebrale între servere, comutatoare de rețea și dispozitive de stocare.

Cat8

Cat8 este o categorie mai nouă de cabluri cu perechi răsucite care concurează mai bine cu viteza și scara fibrei optice. Are o rată maximă de date de 40 Gbps și utilizează conectori RJ-45. Folosește frecvența de 2 GHz-sau 2.000 MHz -, o creștere de la Cat7 la 600 MHz.

cablurile Cat8 sunt de obicei utilizate în mediile centrelor de date. Acestea sunt compatibile cu standardele anterioare și acceptă Power over Ethernet (PoE).

PoE elimină necesitatea de a rula un fir de alimentare separat pentru dispozitive, cum ar fi punctele de acces instalate pe tavan. Pentru rate scăzute de date, cablurile PoE furnizează energie folosind perechile care nu sunt necesare Ethernet. Pentru rate mai mari, unde sunt utilizate toate cele patru perechi, PoE adaugă curent continuu firelor care transportă semnalul, fără a interfera cu semnalele.

cablu de fibră optică

ratele de date au crescut în întreaga rețea și, în unele cazuri, fibra optică este singura opțiune. În timp ce cablurile cat8 twisted-pair pot transporta până la 40 Gbps de date, fiber acceptă rate de date de până la 400 Gbps. În prezent se lucrează la testarea A 800 Gbps.

cablurile din fibră optică constau dintr-o fibră optică subțire înconjurată de placare. Placarea este realizată din sticlă care este mai puțin pură decât miezul și are un indice de refracție mai mic decât miezul. Diferența dintre indicii de refracție determină reflectarea luminii la limită. Straturi suplimentare, cum ar fi Stratul tampon și stratul jachetei, înconjoară placarea pentru a adăuga rezistență și a proteja cablul împotriva deteriorării.

fibra are o rată de eroare scăzută. Datele de rețea sunt codificate într-un fascicul de lumină. Spre deosebire de cablurile cu perechi răsucite, fasciculul de lumină nu generează și nici nu este afectat de interferențe electronice. În plus, mai multe fluxuri de date de frecvență pot fi multiplexate pe o singură fibră pentru a crește rata totală de date.

fibră multimodală vs.fibră monomodală

tipurile de fibre diferă în funcție de diametrul fibrei. Fibra optică multimodală variază de la 50 microni la 100 microni (10-4 m). Într-un cablu monomod, fibra optică are un diametru de numai 8 microni până la 10,5 microni.

cablul multimod este mai puțin costisitor de realizat și instalat decât modul unic, dar este limitat în rata și distanța de date. În timp ce multimodul poate transporta 100 Gbps pentru 150 m, modul single poate transporta 400 Gbps pentru până la 10 kilometri și rate mai mici pentru distanțe suplimentare.

performanța variază între fibra multimodală și cea Single-mode, din cauza modului în care lumina călătorește prin fiecare. Fibra mai mare utilizată în multimod face ca fasciculul de lumină să reflecte de la limita fibrei și a placării la un unghi mai abrupt decât miezul mai subțire în modul unic. Miezul mai subțire al modului unic face ca distanța dintre reflexii să fie mai mică. Când reflecțiile sunt mai frecvente, pierderile sunt mai mari la graniță.

nicio alegere nu este permanentă

niciun tip de cablu nu este adecvat peste tot. Ratele de date acceptate, costul instalat și adecvarea viitoare trebuie luate în considerare pentru fiecare aplicație. Costurile de întreținere continuă ar trebui să fie, de asemenea, un factor.

amintiți-vă, nici o alegere nu este permanentă. La fel cum organizațiile înlocuiesc periodic serverele și stațiile de lucru, ele își pot reconsidera alegerea tehnologiei de conectare pentru fiecare actualizare a rețelei.